改性Ti-MnO2電極的制備及電催化性能研究.pdf

1、水污染問(wèn)題成為人們目前亟待解決的問(wèn)題之一，電化學(xué)氧化技術(shù)以其環(huán)境友好性的特點(diǎn)，特別是可以直接或間接地將難生物降解有機(jī)物氧化降解等優(yōu)點(diǎn)引起了人們的廣泛關(guān)注。本文分別以熱分解及陽(yáng)極電沉積法制備Ti/MnO2電極并對(duì)其進(jìn)行改性研究。采用了掃描電子顯微鏡(SEM)，能譜(EDS)及X射線衍射(XRD)等表征方法對(duì)所制備電極的微觀形貌、元素組成及相組成進(jìn)行了分析，以電極的循環(huán)伏安、極化曲線、Tafel曲線及交流阻抗等電化學(xué)性能及苯酚降解性能研究為

2、主要指標(biāo)，對(duì)Ti/MnO2電極性能進(jìn)行研究，確定了電極的制備工藝條件。
　　 本文在熱分解法制備電極過(guò)程中，研究了稀土La的摻雜和錫銻氧化物中間層的引入對(duì)電極電催化性能的影響，結(jié)果表明：在相同的苯酚降解條件(降解時(shí)間1.5h，100mL100mg L-1苯酚)，未經(jīng)過(guò)改性研究的Ti/MnO2電極苯酚的去除率是75.42％，含錫銻氧化物中間層的Ti/MnO2電極苯酚的去除率是78.46%、而2%稀土La摻雜的Ti/MnO2電極苯酚

3、的去除率是86.83%，說(shuō)明經(jīng)過(guò)兩種條件改性的Ti/MnO2電極的電催化活性均有所提高，尤其是適量稀土La摻雜能使二氧化錳晶粒得到細(xì)化，對(duì)苯酚有較好的催化性能。陽(yáng)極電沉積法制備Ti/MnO2電極過(guò)程中，分別在Mn(CH3COO)2·4H2O和MnSO4電解液中，通過(guò)采用循環(huán)伏安、極化曲線、Tafel曲線及交流阻抗等電化學(xué)方法對(duì)所制備的Ti/MnO2電極進(jìn)行測(cè)試分析及對(duì)苯酚降解性能的研究，優(yōu)化了電極Mn2+離子濃度、電流密度及電沉積溫度，

4、確定了電極的最佳制備工藝參數(shù)。通過(guò)對(duì)兩種錳鹽電解液中制備的Ti/MnO2電極表面結(jié)構(gòu)與苯酚降解性能之間的關(guān)系進(jìn)行研究，研究中將兩種錳鹽電解液最佳工藝條件下制備的Ti/MnO2電極相結(jié)合，制備了乙酸錳.硫酸錳改性Ti/MnO2電極。并對(duì)底表層電沉積時(shí)間進(jìn)行研究，通過(guò)電化學(xué)手段及苯酚降解性能研究，確定了最優(yōu)的底表層電沉積時(shí)間組合，并將其與兩種未改性的Ti/MnO2電極對(duì)比研究，經(jīng)過(guò)改性的Ti/MnO2電極較未改性的Ti/MnO2電極，電極結(jié)

5、構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，電催化活性提高。結(jié)果表明：陽(yáng)極電沉積改性Ti/MnO2電極與兩種電解液中未改性的Ti/MnO2電極相比，苯酚氧化峰電流及電極的析氧電位明顯提高，進(jìn)而電極的直接電催化氧化能力及間接電催化氧化能力增強(qiáng)。在相同的苯酚降解條件下，乙酸錳電解液中未改性Ti/MnO2電極苯酚去除率為60.12%，硫酸錳電解液中未改性Ti/MnO2電極苯酚去除率為82.43%，改性Ti/MnO2電極苯酚去除率可達(dá)到89.43%，電極的穩(wěn)定性增強(qiáng)，電催化